第十二章：宏系统

Rust 的宏系统是其元编程能力的核心，允许开发者在编译期生成或转换代码，从而减少重复、提升表达力，并实现领域特定语言（DSL）。与 C 语言的文本替换式宏不同，Rust 宏基于抽象语法树（AST），具有更强的安全性和结构性。

本章将系统介绍 Rust 的两类宏：声明宏（declarative macros）和过程宏（procedural macros）。声明宏通过 macro_rules! 定义，采用模式匹配方式对代码片段进行重写，语法简洁，适用于常见的代码生成场景。过程宏则更强大灵活，以 Rust 函数形式编写，可操作完整的 AST 节点，分为三类：派生宏（用于自动实现 trait）、属性宏（为项添加自定义属性行为）和函数式宏（类似声明宏但功能更强）。

我们将从 macro_rules! 入手，学习如何定义和调用声明宏，理解其匹配规则与卫生性（hygiene）机制。随后深入过程宏，重点讲解如何编写自定义 #[derive(...)] 宏——这是许多流行库（如 serde、thiserror）的基础。此外，还将探讨宏调试技巧、卫生性规则对变量作用域的影响，以及如何避免常见陷阱。

最后，本章会简要介绍生态中广泛使用的宏库，如 serde（序列化/反序列化）、tracing（结构化日志）和 anyhow（错误处理），展示宏如何在实际项目中提升开发效率与代码质量。

掌握 Rust 宏系统，不仅能减少样板代码，还能构建出安全、高效且富有表现力的 API。尽管宏属于高级特性，但合理使用能显著增强程序的抽象能力。本章将为你提供扎实的理论基础与实用指导，助你安全地驾驭这一强大工具。